磁场控制对堆焊金属组织及性能的影响

为了提高焊缝的力学性能,在低碳钢表面堆焊Fe5合金粉末时,外加纵向间歇交变磁场,研究分析了纵向间歇交变磁场对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,利用光学金相、x 射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等检测方法,对不同磁场参数下的等离子弧堆焊试样的硬度、耐磨性及其组织和性能进行了测试分析.分析研究发现,在适当的磁场参数作用下,增加堆焊层金属中硬质相的数量,并控制硬质相的生长方向,可提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.结果表明,外加磁场可以改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒.     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

堆焊过程中横向磁场对镍基高温合金组织和性能的影响

在镍基高温合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流磁场,利用磁场的作用来提高堆焊层的性能。在堆焊过程中,调节磁场参数和焊接工艺规范,并对不同参数下的堆焊层进行硬度试验、磨损试验以及显微组织进行分析,结果发现适当磁场参数产生的电磁搅拌不仅可以细化堆焊层金属的组织,而且可以控制堆焊层中硬质相的数量及分布形态;从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性。此外,电磁搅拌还能减小堆焊层化学成分不均匀性,提高堆焊层的塑性和韧性,降低结晶裂纹和气孔的敏感性,提高堆焊层金属的综合力学性能,全面改善堆焊层的质量。     

水冷对磁场作用下M_7C_3形核的影响

为了探究在水冷却和磁场共同作用下堆焊层中碳化物的形核和长大情况,以便获得更耐磨的堆焊层,实验以Fe5合金粉末为原材料,在等离子弧堆焊过程中引入纵向直流磁场,并在工件下方引入降温水槽,使熔池快速冷却.结果显示,在磁场和水冷作用下的堆焊层内部晶粒结构发生显著变化,形成的细小等轴晶能减少结晶裂纹,提高力学性能,使堆焊层具有很高的硬度和耐磨性.在一定实验条件下,最佳实验参数为堆焊电流160 A,外加纵向直流磁场电流3 A,采用有水冷却方式.在最佳实验参数条件下,堆焊表面的洛氏硬度为HRC 64.3,湿砂磨损量为0.031 5 g.     

堆焊金属耐磨性影响因素的分析

一般以硬度作为衡量堆焊金属耐磨性的标准，但硬度和耐磨性之间没有简单的对应关系，堆焊金属的耐磨性受多方面因素的影响，系统地分析了硬度，合金元素和组织等方面对堆焊金属的耐磨性的影响。     

高铬铸铁型自保护药芯焊丝堆焊组织与性能分析

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其堆焊金属组织与性能进行了分析,结果表明：堆焊金属表面硬度达到HRC60以上,堆焊金属显微组织主要为马氏体＋残余奥氏体＋M7C3型碳化物;初生碳化物主要沿堆焊层向母材方向生长,其表面硬度为HV1783,侧面为HV1127;共晶碳化物围绕在初生碳化物周围生长,其显微硬度为HV830;在相同磨损条件下磨损1h后,堆焊金属相对耐磨性为Q235钢的14倍左右,在药芯中加入适量的稀土氧化物能提高堆焊金属的耐磨性。     

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M7C3硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M7C3硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6HRC,磨损量为0.3904g.     

CrMoNbB系免预热耐磨料磨损堆焊焊条的研究

从硬度、金相组织、耐磨性、抗裂性等试验着手,分析堆焊层的显微组织结构,明确其合金化机理及形成条件,进而实现强化机构的量化设计,研制出综合性能优异的CrMoNbB系耐磨堆焊焊条.试验结果表明,堆焊层具有较高塑韧性,焊前不预热,焊后不缓冷,连续堆焊不产生裂纹;堆焊层硬度达到HRC55以上,具有较高的耐磨性,相对耐磨性优于D667焊条.     

H3Cr5WMoV埋弧堆焊合金层的组织与性能

利用自动埋孤焊在Q235钢基材表面得到H3Cr5WMoV合金堆焊层，并对合金堆焊层进行了回火处理。比较研究了堆焊层在焊态和回火态的组织、硬度、耐磨性及抗热疲劳性能。结果表明，堆焊层组织为板条马氏体加残余奥氏体。回火态堆焊层的硬度和耐磨性同于焊态堆焊层，回火态堆焊层的抗热疲劳性能也好于焊态堆焊层。     

曲轴修复中的堆焊工艺研究

为提高曲轴的耐磨性,用WSE-350交直流脉冲氩弧焊机在20CrMn Ti上用SHQ-605耐磨焊丝进行了堆焊工艺参数的研究,研究堆焊过程中焊接电流和氩气流量对堆焊层性能和组织的影响。用HV-1000显微硬度仪测试堆焊层的显微硬度为2291～3549HV;用M DW-02磨损试验机测试堆焊层磨损率为2×10-7～7. 33×10-7g/N·min,摩擦系数为0. 2～0. 8;用SEM分析堆焊层显微组织,堆焊层与20CrMnTi熔合良好,金相组织主要为板条状马氏体。结果表明,当氩气流量为8L/min,焊接电流为50A时,此时堆焊层显微硬度为2837HV,摩擦系数为0. 27,磨损率2×10-7g/N·min,堆焊层的耐磨性较好。     

45钢堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D237和D207两种堆焊焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料45钢上进行堆焊,对在相同焊接条件下获得的堆焊金属的显微组织和显微硬度进行了分析,并讨论了合金元素对堆焊层显微组织及显微硬度的影响.结果表明:堆焊层金属的显微组织及显微硬度与焊接线能量有关,与焊条的合金成分及含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关;合金元素钼、钒对堆焊金属品粒的细化作用效果明显.     

稀土元素对堆焊层组织与性能的影响

概述了稀土元素在焊接材料中的应用，并详细地讨论了稀土元素对堆焊层组织和性能的影响。稀土元素不但可以消除堆焊层中的有害杂质，净化堆焊层，细化堆焊层组织，改善堆焊焊缝韧性，减少堆焊层中的夹渣，而且可以改善焊接工艺性能，提高堆焊层的耐磨性和硬度以及其它性能，展望了稀土元素在堆焊焊条中的应用前景。     

纵向磁场对低碳钢MIG焊焊缝组织及性能的影响

现代焊接结构对焊接质量的要求越来越高.焊缝金属的内部组织及其结构显著影响焊接接头的性能.为了通过控制焊接接头内部的晶粒形态和尺寸来提高焊接接头的性能，利用纵向磁场发生装置进行了低碳钢MIG焊接实验，对焊缝金属进行了金相及力学性能试验.结果表明，外加纵向磁场作用下与不加磁场进行比较，焊缝的抗拉强度提高了37.79%，焊缝的抗冲击韧性比不加磁场时增加了72.21%.可见外加纵向磁场焊接可以有效地细化焊缝的晶粒，提高焊接接头抗拉强度以及冲击韧性等力学性能.     

药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B合金组织及耐磨性

为了提高堆焊合金的耐磨性,利用明弧堆焊方法将自保护耐磨堆焊药芯焊丝熔覆在Q235基体金属表面,制备得到Fe-Cr-C-B耐磨堆焊合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和磨料磨损试验机对堆焊层的组织、硬度和耐磨性进行了分析.结果表明,堆焊层主要由马氏体、少量残余奥氏体、M_3(C,B)、M_(23)(C,B)6和M_7(C,B)3相组成.随着B质量分数的增大,基体组织转变为马氏体,共晶硬质相增多,并呈连续网状分布在基体组织周围.当B的质量分数为3%时,堆焊层的耐磨性达到最佳,其硬度为61. 5 HRC,磨损量为0. 362 9 g.     

N和Nb对Fe-Cr-C堆焊层组织和性能的影响

为了获得具有良好组织和性能的堆焊层,以传统Fe-Cr-C合金体系为基础,通过调节药芯焊丝配方中铌铁和氮化铁的含量配比,研究了堆焊层中Nb和N元素对堆焊层组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜和光学显微镜对堆焊层的显微组织进行分析,并采用能谱仪对分析位置的元素种类和元素含量进行标注测量.采用X射线衍射仪对堆焊层的相组成进行测量,同时对堆焊层的硬度及耐磨损性能进行了研究.结果表明:当N元素的质量分数为3%,Nb元素的质量分数为10%时,堆焊层组织由马氏体、残余奥氏体、M_7C_3、NbN等相组成,此时堆焊层硬度达到最高值58.6 HRC,磨损失重达到最低值0.173 g.     

原位自生(Ti,V)C堆焊层的耐磨性能

为了研究大型往复压缩机的曲轴修复方法,采用激光堆焊技术对合金基体表面进行处理获得原位自生(Ti, V)C堆焊层.对获得的堆焊层进行金相组织观察和硬度试验,分析不同成分下堆焊层硬度和耐磨性能的变化规律.结果表明：随着合金层钒铁含量的增加,(Ti, V)C复合硬质相含量增加且分布均匀,堆焊层表面硬度逐渐增强,耐磨性能提高;当被测堆焊层试件中的钒铁含量为32.6%时,堆焊层硬度值为54.6 HRC,磨损量为0.436 7 g,此时堆焊层的力学性能最佳且耐磨性最好.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

86CrMoV7支承辊堆焊焊条堆焊工艺及性能的研究

研究了一种用于86CrMoV7钢支承辊修复的耐磨堆焊焊条。工艺试验表明,采用打底焊过渡层的方法可有效防止堆焊时出现裂纹,金相显微分析表明,研制的支承辊堆焊焊条的堆焊合金组织是马氏体基体和少量碳化物,性能测试结果表明,堆焊层的平均硬度在HRC52左右,满足86CrMoV7钢支承辊材料的硬度要求,耐磨性远大于86CrMoV7支承辊材料,是其耐磨性的36倍,可用于支承辊的修复堆焊。     

超硬质相对堆焊层耐磨性的影响

本文在我们过去试验成果的基础上,对提高耐磨性起主要作用的crB、Cr_2B、WC、B_4C等硬质相,对等离子堆焊层耐磨性的影响进行了研究与比较。通过大量的试验结果与分析,表明了堆焊层组织、硬度与耐磨性的关系。试验结果认为:具有CrB、Cr_2B超硬质相堆焊层的耐磨性,比碳化物硬质相堆焊层的耐磨性有明显地提高。     

TiC增强铁基堆焊层组织与性能的研究

采用廉价的钛铁、金红石和石墨等原材料 ,通过焊接电弧冶金反应 ,合成TiC超硬质颗粒增强Fe基熔敷层 .利用扫描电镜、X射线衍射、耐磨性试验分析了熔敷层的组织与耐磨性能 .研究结果表明 :TiC颗粒弥散分布在低碳马氏体与残余奥氏体基体上 .熔敷层硬度HRC5 5以上 ,具有很高的耐磨性和良好的抗裂性 .原材料的加入量对堆焊层组织与性能影响很大 ,当钛铁及石墨加入量 (% )分别为 2 5～ 30和 8～ 10时 ,熔敷层具有良好的综合性能 .